2 Aug

七夕-雨

七夕,想随便说一些。大家路过就行~~

印象之中,连续几年的七夕这一天都下雨,今天也下了一点雨。妈妈说七夕的雨是神仙水,很小的时候,如果七夕下雨,还专门装一些来洗澡。

牛郎织女相会了没有?

研究数学了。

28 Aug

让风筝飞

最近的很多篇文章都是数论内容,属于纯数学的范畴了,对于很多只爱好物理或应用数学的读者可能会看得头晕了。今天我们来谈些不那么抽象的东西,我们来谈谈风筝,并来分析一下风筝的飞行力学

爱情就像放风筝,线不能来得太紧,也不能拉得太松,你只会给对方飞翔的空间,他/她始终会回到你身边,因为有一条线系着双方。

放风筝(来自互联网)

放风筝(来自互联网)

风筝,在我们这个地方叫做纸鸢,相信大家童年时一定会放过。笔者小时候放风筝时,已经是小学五年级之前的事了。这个暑假突然童心一起,凭着小时候的回忆,简单做了个风筝来玩,居然真的飞起来了!兴奋之余,与大家分享一下。如今再来放风筝,真心感觉到放风筝也有很多技巧,让风筝飞,还不是件容易的事情呢,真可谓人生处处皆学问呀。上面关于风筝的比喻,正是放风筝的真实写照吧。

风筝可以说是人类摆脱地球重力的最原始尝试吧,跟发射宇宙飞船的火箭不同,风筝是借助风力来抵抗重力,严格来讲,即便是现在的飞机,也离不开这个原理(我们最后会谈到)。简单来讲,风筝就是用轻的支架撑开一个轻盈的平面,然后系上一个线圈。我们简单做一个风筝,只需要一张报纸,两条竹篾和一点透明胶,十分钟内就可以完成一个。当然,现在已经有各种各样的好看的风筝,甚至还有龙形的风筝,但是,自己动手简单做一个风筝,还是相当好玩的。

风筝自然是借助风力飞起来的,可是为什么风筝得用绳子牵着才能飞得更高、绳断了反而掉下来?风大多时,才适合放风筝?飞机又是怎么飞起来的?下面我们试着分析这些问题。

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28 Oct

在Python中使用GMP(gmpy2)

之前笔者曾写过《初试在Python中使用PARI/GP》,简单介绍了一下在Python中调用PARI/GP的方法。PARI/GP是一个比较强大的数论库,“针对数论中的快速计算(大数分解,代数数论,椭圆曲线...)而设计”,它既可以被C/C++或Python之类的编程语言调用,而且它本身又是一种自成一体的脚本语言。而如果仅仅需要高精度的大数运算功能,那么GMP似乎更满足我们的需求。

了解C/C++的读者都会知道GMP(全称是GNU Multiple Precision Arithmetic Library,即GNU高精度算术运算库),它是一个开源的高精度运算库,其中不但有普通的整数、实数、浮点数的高精度运算,还有随机数生成,尤其是提供了非常完备的数论中的运算接口,比如Miller-Rabin素数测试算法、大素数生成、欧几里德算法、求域中元素的逆、Jacobi符号、legendre符号等[来源]。虽然在C/C++中调用GMP并不算复杂,但是如果能在以高开发效率著称的Python中使用GMP,那么无疑是一件快事。这正是本文要说的gmpy2

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12 Nov

实数域上有限维可除代数只有四种

今天上近世代数课,老师谈到除环,举了一个非交换的除环的粒子,也就是四元数环,然后谈到“实数域上有限维可除代数只有4种”,也就是实数本身、复数、四元数和八元数(这里的可除代数就是除环)。这句话我听起来有点熟悉,又好像不大对劲。我记得在某本书上看过,定义为实数上的超复数系,如果满足模的积性,那么就只有以上四种。但是老师的那句话表明即使去掉模的积性,也只有四种。我自然以为老师记错了,跟老师辩论了一翻,然后回到宿舍又找资料,最终确定:实数域上有限维可除代数真的只有四种!下面简单谈谈我对这个问题的认识。

当然,这里不可能给出这个命题的证明,因为这个证明相当不简单,笔者目前也没有弄懂,但是粗略感觉一下为什么,还是有可能的。看到这个命题,我们一下子的感觉可能是:怎么会这么少!我们这里通过例子简单说明一下,确实不会多!

我们已经对复数系很熟悉了,也就是定义在实数上的向量空间,基为$\{1,i\}$,并且给定乘法为
$$1\times i=i \times 1=i,\quad 1^2=1,\quad i^2=-1$$

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26 Apr

高斯型积分的微扰展开(三)

换一个小参数

比较《高斯型积分的微扰展开(一)》《高斯型积分的微扰展开(二)》两篇文章,我们可以得出关于积分
$$\int_{-\infty}^{+\infty} e^{-ax^2-\varepsilon x^4} dx\tag{1}$$
的两个结论:第一,我们发现类似$(4)$式的近似结果具有良好的性质,对任意的$\varepsilon$都能得到一个相对靠谱的近似;第二,我们发现在指数中逐阶展开,得到的级数效果会比直接展开为幂级数的效果要好。那么,两者能不能结合起来呢?

我们将$(4)$式改写成
$$\int_{-\infty}^{+\infty} e^{-ax^2-\varepsilon x^4} dx\approx\sqrt{\frac{2\pi}{a+\sqrt{a^2+6 \varepsilon}}}=\sqrt{\frac{\pi}{a+\frac{1}{2}\left(\sqrt{a^2+6 \varepsilon}-a\right)}}\tag{6}$$

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22 Dec

2014年全年天象

Astronomy Calendar of Celestial Events
2014年全年天象

翻译自NASA:http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SKYCAL/SKYCAL.html

(北京时间)

2011年版本

2012年版本

2013年版本

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17 Oct

《量子力学与路径积分》习题解答V0.2

由于在实习中,事情比较多,做题时间比较少。并且越往后题目难度越大,因此习题解答的更新速度也慢了。现在是0.2版本,基本完成了前五章的习题,并且整理了版面,还加入了新版《量子力学与路径积分》的勘误。

如有问题,请指出,谢谢。

下载:《量子力学与路径积分》习题解答V0.2.pdf

13 Nov

ARXIV数学论文分布:偏微分方程最热门!

笔者成功地保研到了中山大学的基础数学专业,这个专业自然是比较理论性的,虽然如此,我还会保持着我对数据分析、计算机等方面的兴趣。这几天兴致来了,想做一下结合我的专业跟数据挖掘相结合的研究,所以就爬取了ARXIV上面近五年(2010年到2014年)的数学论文(包含的数据有:标题、分类、年份、月份),想对这几年来数学的“行情”做一下简单的分析。个人认为,ARVIX作为目前全球最大的论文预印本的电子数据库,对它的数据进行分析,所得到的结论是能够具有一定的代表性的。

当然,本文只是用来练手爬虫和基本数据分析的文章,并没有挖掘出特别有价值的信息。文末附录了笔者爬取到的数据,供有兴趣的读者进一步分析研究。

整体情况

这五年来,ARXIV的数学论文总数为135009篇,平均每年27000篇,或者每天74篇。

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